JPH0452395A - シールドトンネルの地中ドッキング工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、一対のシールド掘進機を互いに対向させて掘
進させ、両シールドトンネルの先端間を地中にて接合さ
せるシールドトンネルの地中ドツキング工法に関する。

（従来の技術） 一般にシールド工法では、１台のシールド掘進機による
掘進長さに限界があり、長いトンネルを施工する場合に
はその限界長さ毎に立坑を掘り、掘進機のカッターを取
り換えるが、別の掘進機を使用して次の立坑まで掘進す
る方法が採られている。

しかし、立坑を小間隔で横築すると、その分だけコスト
高となるため、立坑間の距離を長くし、互いに対向する
向きに一対のシールド掘進機を掘進させ、地中にて両ト
ンネルをドツキングさせる工法が開発されている。

一方、海底トンネル等のような高水圧で地盤の安定度が
低い地盤中において、シールドトンネルを地中ドツキン
グさせる場合には、出水や、地山の崩落の危険が高いと
いう問題があった。

このため、このような地盤中における従来の地中ドツキ
ング方法として、ドツキング部の周囲の地盤を凍結させ
たり、該地盤に薬液を注入しなりして固化させることに
より、止水及び地山の崩落を防止する方法や、一方のシ
ールド掘進機の先端に連結筒を突出可能に設けておき、
両シールド掘進機間に掛は渡す方法が開発されている。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の地盤を凍結させる方法は、凍結完了まで
に長時間と多大の工費を要し、また薬液を注入する方法
では高価な薬液を多量に注入する必要があるため、経費
を多く要し、しかも地下水の流れがある場合等には充分
な固結が期待できないという問題かあった。

また、連結筒を掛は渡す工法では、連結筒を突出させる
前に両シールド掘進機間の地山を掘削する必要があり、
地山か極度に不安定な場合には、それ自体では実施でき
ず、凍結法や薬液注入を併用する必要があるという問題
があった。

本発明は上述の如き各種の従来工法の問題にかんがみ、
低コストで迅速、かつ、安全にドツキングか可能なシー
ルドトンネルの地中ドツキング工法の提供を目的とした
ものである。

（課題を解決するための手段） 上述の如き従来の問題を解決しするための本発明の特徴
は、互いに対向する向きに一対のシールド掘進機を掘進
させ、地中にて両シールド掘進機によるシールドトンネ
ルを互いに連通させるシールドトンネルの地中ドツキン
グ工法において、前記両シールド掘進機の一方のシール
ド掘進機のシールド筒の先端部外周に、該シールド筒の
先端側延長方向に突出自在で、かつ回転駆動でき、先端
にカッタービットを突設したドツキング用シール筒を設
け、該ドツキング用シール筒に該筒の先端部内面に吐出
口を開口させた固化剤注入路を備えておくとともに、他
方のシールド掘進機の先端が前記ドツキング用シール筒
内に嵌まり合う形状としておき、前記両シールド掘進機
を対向配置に接近させた後、一方側のシールド掘進機か
ら前記ドツキング用シール筒を回転させて地中を切削し
ながら前進させ、その先端を他方のシールド掘進機のシ
ールド筒先端外周外に到らせた後、前記他方のシールド
掘進機のシールド筒先端外周面とドツキング用シール筒
の先端内周面間に前記固化剤注入路を通して液状の固化
剤を注入し、該固化剤の固化を待って両シールド掘進機
間を掘削し、互いに連通させることにある。

（作用） 本発明工法は、両シールド掘進機の細心を一致させて互
いに接近させ、一方側のドツキング用シール筒を回転さ
せながら前進させることにより、そのドツキング用シー
ル筒の肉厚分の円筒型湧が切削され、その中をドツキン
グ用シール筒か前進する。ドツキング用シール筒の先端
が対向するシールド掘進機の先端外周に達することによ
り両シールド筒間にカッター筒が掛は渡され、その外側
の地山の崩落が阻止される。この状態で固化剤注入路に
一方側のシールド掘進機内から液状の固化剤を送り込む
ことによりカッター筒先端内面と、その内側のシールド
筒外面との間か止水処理され、地下水の漏出が完全に遮
断される。

（実施例） 次に本発明の実施の一例を図面について説明する。

第１図〜第３図は、本発明において使用する一方側のシ
ールド掘削ｆｉＡを示している。同図において１０は円
筒状をしたシールド筒であり、１１はセグメント組立装
置、１２はセグメントによる覆工壁、１３は覆工壁に反
力を取ってシールド筒１０を押し出すジヤツキである。

シールド筒１０の先端部内には、前後を遮断する隔壁１
４が設けられ、その前方側を掘削混練チャンバー１５と
している。

隔壁１４の中心部には、軸受１６か固定され、この軸受
１６にカッター軸１７が軸方向にスライド自在に軸受さ
れている。

カッター軸１７の先端には、放射状に４本のカッタース
ポーク１８．１８・・・・・・が固定されており、この
各カッタースポーク１８には前面側にカッタービット１
９が、後面側には混練用ビット２０が突設されていると
ともに、先端部にはコピーカッター２１が軸方向に出入
自在に設けられ、第２図に示すようにカッタースポーク
１８内の油圧シリンダー２２により出入動作されるよう
になっている。

カッター軸１７の後端は、駆動用架台２３に対し、回転
自在で、かつ、軸方向に移動不能に連結されており、駆
動用架台２３に支持させた油圧モータ２４により回転駆
動されるようになっている。

駆動用架台２３は、シールドＰ！Ｊ１０に対して回転不
能で、かつ、軸方向に移動可能に支持されており、油圧
シリンダー２５によってカッター軸１７の軸方向に往復
動されるようになっている。

図中２６は掘削土排出装置である。

シールド筒１０の先端部外周には、ドツキング用シール
Ｐ５３０がシールドＰ５１０に対して、その前方延長方
向に移動自在で、かつ、回転自在に設置されている。こ
のドツキング用シール筒３０は、最も後退した位置にあ
るとき、先端がシールド筒１０の先端より長く突出され
ており、先端周面に切削ビット３１が固定されている。

また、ドツキング用シール筒３０の内面には、少なくと
も軸心対象の２箇所にカッタースポーク係合用の凹溝３
２．３２・・・・・・が第３図に示すように軸心方向に
間隔を隔てて複数成型されている。そして、カッタース
ポーク１８をドツキング用シールＩ’Ｉ３０内に引き入
れ、先端を凹溝３２に対向させた状態でコピーカッター
２１を突出させることにより、凹溝３２内にコピーカッ
ター２１の先端か係合され、この状態でカッタースポー
ク１８を動作させることにより、ドツキング用シール筒
３０がともに動作されるようになっている。

このドツキング用シール筒３０には、その先端部内周面
に、円周方向に向けて一定間隔毎に多数の固化剤注入用
の吐出口３３が開口されている。

各吐出口３３は連続した固化剤注入路３４に連通され、
該注入路３４の基端３４ａかドツキング用シール筒３０
の後端側内周面に開口されている。

一方、シールド筒１０には、ドツキング用シール筒３０
が前進したとき、注入路３４の基端３４ａが面する位置
に作業用窓３５が設けられ、常時はｌＩ　３５　ａにて
閉鎖されている。

次に、このように構成されるシールド掘進機を一方側に
使用したシールドトンネルのドツキング工法について説
明する。

第４図（イ）に示すように掘削しようとするトンネルの
両端位置から前述した一方のシールド掘進１！ｍＡと、
他方のシールド掘進機Ｂとを対向する向き掘進させる。

シールド掘進ａｌＢは、ドツキング用シール筒３０の代
りにシールドｆｌｌｏを先端側に延長させて掘削混練チ
ャンバー１５を構成させた他は、前述したシールド掘進
１１Ａと同構造のものを使用する。但し、このシールド
掘進機Ｂは、そのシールド筒１０の少なくとも先端の外
径が前述したドツキング用シール筒３０より小さいもの
を使用する。

なお、図において両シールド掘進機Ａ、Ｂの同じ構成部
分には同じ符号を付してその説明を省略する。

この両シールド掘進機Ａ、Ｂを共に掘進させてシールド
トンネルａ、ｂを順次掘削成形する。

このときのシールド掘進機Ａは第４図（イ）に示すよう
にドツキング用シール筒３０を最も後退させた状態でこ
れを回転駆動させることなくシールド筒１０の一部とし
て掘進させる。そして、地中において進路を調整し、予
め定められた位置で両者のシールド筒１０，１０の軸心
を合わせた状態で互いに接近させる。そして両者の間に
地山３８を残した状態で掘進を停止させる。

次いでカッタースポーク１８をドツキング用シールｆ！
ｊ３０の先端部内に引き入れ、先端を凹清３２に対向さ
せてコピーカッター２１を突出させ、その先端を凹溝３
２内に挿入させる。この状態でカッタースポーク１８を
回転させつつ前進させる。

これによって第４図（ロ）に示すようにドツキング用シ
ール筒３０が回転し、地山を切削ビットで円筒形に切削
しつつ前進する。そして、カッタースポーク１８用油圧
シリンダー２５の１ストロ一ク分前進させた後、停止さ
せてコピーカッター２１を引き入れ、カッタースポーク
１８を引き戻し、コピーカッター２１を突出させて別の
凹溝３２に係合位置を変更し、再度回転駆動させつつ前
進させる。

これを繰り返してドツキング用シール筒３０を前進させ
、その先端を第４図（ハ）に示すように他方のシールド
掘進１１Ｂのシールド筒１０の先端外周外に到らせる。

次いでシールド掘進機Ａのシールド間ｌＯの窓３５を開
き、この窓３５に固化剤注入路３４の基端３４ａが面す
るようにドツキング用シール筒３０を旋回させて停止さ
せ、該注入路３４の基端３４ａに注入ポンプからのチュ
ーブ３６を連結して液状の固化剤を注入する。これによ
って該固化剤は吐出口３３からドツキング用シールｖＪ
３０の内面と他方のシールドＩＩＢのシールド筒１０の
先端外面との間隙３７に注入され、該間隙を閉鎖する。

このようにしてドツキング用シール筒３０を両シール掘
進１！ｍＡ、Ｂのシールド筒先端間に掛は渡した後、い
ずれかのカッタースボ−１８を回転させて残りの未掘削
部分を掘削した後、カッタースポーク及び隔壁等のカッ
ターフレームを取り外し、トンネルａ、ｂを連通させ、
両シールド簡１０１０及びドツキング用シールＷＪ３０
を残してその内側に覆工を施工する。

（発明の効果） 上述したように本発明のシールドトンネルのドツキング
工法は、一方のシールド掘進機のシールド筒外周から先
端に切削ビットを備えたドツキング用シール筒を回転さ
せつつ前進させ、地山を円筒状に切削しつつ他方のシー
ルド掘進機の先端外周まで延長させ、両シールド筒間に
ドツキング用シール筒を掛は渡し、ドツキング用シール
筒の先端内面の吐出口から固化剤を注入させ、該シール
筒内面とシールド筒外面との間隙をシールさせた後に内
部に残された地山を掘削するようにしたことにより、固
化用の薬液の注入が容易であり、しかもその使用量はド
ツキング用シール筒と先端内面と他方のシールド筒先端
外面とのわずかな間隙のみに注入すればよく、しかも、
これにて両シールド筒内は、内部に地山を残した状態で
完全に連結されることとなり、ドツキング作業が低コス
トで迅速、かつ、安全に行われることとなったものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する一方のシールド掘進機の一例
の断面図、第２図は第１図中のＡ−Ａ線断面図、第３図
はドツキング用シール筒の内面の部分斜視図、第４図（
イ）〜（ハ）はドツキング作業工程の断面図である。 Ａ、Ｂ・・・・・・シールド掘進機、 ａ、ｂ・・・・・・シールドトンネル、１・・・・・・
セグメント組立装置、１２・・・・・・覆工壁、３・・
・・・・ジヤツキ、１４・・・・・・隔壁、５・・・・
・・掘削混練チャンバー、１６・・・・・・軸受、７・
・・・・・カッター軸、１８・・・・・・カッタースポ
ーク、９・・・・・・カッタービット、２０・・・・・
・混練用ビット、１・・・・・・コピーカッター、２２
・・・・・・シリンター３・・・・・・架台、２４・・
・・・・油圧モーター５・・・・・・油圧シリンダー ６・・・・・・掘削土排出装置、３０・・・・・・シー
ル筒、１・・・・・・切削ビット、３２・・・・・・凹
消、３・・・・・・吐出口、３４・・・・・・注入路、
４ａ・・・・・・基端、３５・・・・・・窓、５ａ・・
・・・・蓋、３６・・・・・・チューブ、３７・・・・
・・間隙８・・・・・・地山。 許出願人　五洋建設株式会社 第４ １１！Ｉ（イ） 第４ 図（ロ） 第 図（ハ） Δ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに対向する向きに一対のシールド掘進機を掘進させ
   、地中にて両シールド掘進機によるシールドトンネルを
   互いに連通させるシールドトンネルの地中ドッキング工
   法において、前記両シールド掘進機の一方のシールド掘
   進機のシールド筒の先端部外周に、該シールド筒の先端
   側延長方向に突出自在で、かつ回転駆動でき、先端にカ
   ッタービットを突設したドッキング用シール筒を設け、
   該ドッキング用シール筒に該筒の先端部内面に吐出口を
   開口させた固化剤注入路を備えておくとともに、他方の
   シールド掘進機の先端が前記ドッキング用シール筒内に
   嵌まり合う形状としておき、前記両シールド掘進機を対
   向配置に接近させた後、一方側のシールド掘進機から前
   記ドッキング用シール筒を回転させて地中を切削しなが
   ら前進させ、その先端を他方のシールド掘進機のシール
   ド筒先端外周外に到らせた後、前記他方のシールド掘進
   機のシールド筒先端外周面とドッキング用シール筒の先
   端内周面間に前記固化剤注入路を通して液状の固化剤を
   注入し、該固化剤の固化を待つて両シールド掘進機間を
   掘削し、互いに連通させることを特徴としてなるシール
   ドトンネルの地中ドッキング工法。